【正文】 據(jù)已 開 棉 鈴的直徑，采棉通道距離取 80mm。 氣力輸棉部件：輔助側(cè)斜輸棉絞龍把棉花輸送到出料口。應(yīng)保證縱向刷板頂端邊緣有足 夠 的 厚 度（即 鋼 板 厚度 ），不 可 過(guò)小 以 免 劃傷 棉 鈴 ，一般 取 2~3mm。針對(duì)某一具體品種或某塊實(shí)際田塊的棉花而言，其棉株頂部棉鈴結(jié)桃最大平均高度 值 H 一般不會(huì)有太大差異，但是一旦選擇了一個(gè)較大的作業(yè)傾角α?xí)r，由于空間有限，刷棉輥的長(zhǎng)度不足，其各部分結(jié)構(gòu)十分集中 ,在 一定 采 棉 機(jī)進(jìn) 給 速 度和 刷 輥轉(zhuǎn) 速 的 條件 下 ， 摘采 時(shí) 間 不夠充分，縱向刷板和物料沒(méi)有足夠的接觸區(qū)域；反過(guò)來(lái)說(shuō)，一旦選取了較小的作業(yè)傾角α?xí)r，雖能稍稍改善工作，但刷棉輥的長(zhǎng)度就顯得較長(zhǎng)，整個(gè)采摘部件看上去就顯得結(jié)構(gòu)較大，輸棉距離就有些過(guò)長(zhǎng) 。因此，此方案確認(rèn)為最終方案。其組成如圖 3 所 示 ， 基 本 參數(shù) 如 表 1 所示。 棉鈴的開放程度 棉鈴并不是統(tǒng)一開放的，其完全開放時(shí)間有先有后，按照開放規(guī) 模 的 大 小可 以 分 為 3 類 ：初 開 、 半開 和 全 開， 棉 鈴 的開 放 程 度對(duì)采棉機(jī)摘采有重大影響，在不同時(shí)期進(jìn)行摘采，其采凈率有很大差異 。在本設(shè)計(jì)中棉花的種 植 方 式 是是 76+10cm 和 66+10cm 的 雙 行 種植 ， 其中 66+10cm 是最為常見(jiàn)的種植方式，平均行距 38cm。 1975 年的美國(guó)，機(jī)械采棉完全取代了人工摘采的方式。 而且由單行采收發(fā)展到多行采收機(jī)型，由小型背負(fù)式機(jī)型發(fā)展到大型自走式采棉機(jī)，由統(tǒng)收機(jī)發(fā)展到統(tǒng)收機(jī)、分次選收機(jī)并存的局勢(shì)，同時(shí)形成了包括機(jī)采前的化學(xué)脫葉催熟技術(shù)、機(jī)械采棉技術(shù) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 7 頁(yè) 和機(jī)采棉的清理加工等相配套的技術(shù)體系 【 9】 。氣候條件，田地狀況，棉花品種種種因素的不同所需的采棉機(jī)的功能亦有所差異。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 6 頁(yè) 從 1950 年代我國(guó)開始研究 采 棉 機(jī)， 在 1952 年 在 新疆 兵 團(tuán) 首次從 前 蘇 聯(lián) 引進(jìn) 了 37 臺(tái)懸 掛 式 采棉 機(jī) 和幾 十 臺(tái) 剝鈴 機(jī) 。所以其周邊產(chǎn)業(yè)眾多，涉及加工、紡織服裝、貿(mào)易出口、食用油、醫(yī)藥等多個(gè)行業(yè)，是上億人民的生活來(lái)源。農(nóng)業(yè)機(jī)械化呼喚中國(guó)采棉機(jī)制造業(yè)。 20xx年 ， 僅 僅 石河 子 一 個(gè)小 縣 城 就缺 少 棉 花摘 采 工 10 萬(wàn) 人 ，如 果 不 采取機(jī) 械 采 摘 的話 ， 將 有幾 十 萬(wàn) 畝棉 花 沒(méi) 法及 時(shí) 收 采?？?見(jiàn)，我 國(guó)的 棉 花 市場(chǎng) 及 其 周邊 產(chǎn) 業(yè)處 于 低 迷狀 態(tài) 。是我國(guó)大約兩億農(nóng)民的主要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源，又關(guān)系到紡織業(yè)將近兩千萬(wàn)人員的就業(yè)問(wèn)題。 由于棉籽吐絮的時(shí)間不統(tǒng)一，棉花完全開放時(shí)間有早有晚，這種 復(fù) 雜 情 況就 對(duì) 采 棉機(jī) 摘 采 造成 不 小 影響 ， 選 收式 采 棉 機(jī)通 過(guò) 多次 ，先摘采完全開放的棉花而放過(guò)未開的，等到其開放再次摘采，這種摘采方式具有較高的采凈率高和極低的含雜率，但是要達(dá)到 以上要求，機(jī)器所需的結(jié)構(gòu)就稍顯復(fù)雜，自然制造工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致摘采成本過(guò)大，無(wú)法大面積推廣。從摘采途徑來(lái)看，人工摘采費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且人力資源短缺，如果在棉花開放的一個(gè)半月時(shí)間內(nèi)不能摘采下來(lái)，棉花就荒廢了。促進(jìn)國(guó)內(nèi)棉花產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。由國(guó)家科技部組織，從 1996 年開始研制國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)， 1997 年第 1 臺(tái)國(guó)產(chǎn)自走式采棉機(jī) 4MZ3 問(wèn)世， 1998 年第 2 臺(tái)研制成功，該機(jī)驅(qū)動(dòng)和工作部件傳動(dòng)采用靜液壓系統(tǒng)無(wú)級(jí)變速、電磁閥操作控制，光電循環(huán)監(jiān)控主要運(yùn)轉(zhuǎn) 工作部件，報(bào)警顯示故障部件。美國(guó)于 1850 年研制出第一臺(tái)采棉機(jī)， 1942 年開始批量生產(chǎn)， 1970 年機(jī)采棉率已在 99%以上。使用可靠性還不夠理想。生產(chǎn)成本較高，降低了國(guó)內(nèi)棉花的競(jìng)爭(zhēng)力。有助于棉花采摘過(guò)程的機(jī)械化，同時(shí)能提高采棉機(jī)的采棉質(zhì)量和效率。 課題內(nèi)容： 1．提出：我國(guó)還處在發(fā)展中，在采棉機(jī)制造這一方面的技術(shù)還沒(méi)有成熟。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué)生姓名 曹云柯 學(xué) 號(hào) 20xx10803 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 指導(dǎo)教師 袁建寧 職 稱 研究員 所在院 (系 ) 機(jī)械工程學(xué)院 課題來(lái)源 自然科學(xué) 基金與部、省、市級(jí)以上科研課題 課題類型 工程技術(shù)研究 課題名稱 刷輥式采棉機(jī)棉稈防拔起及橫向輸送裝置設(shè)計(jì)與仿真 畢業(yè)設(shè)計(jì)的 內(nèi)容和意義 課題背景： 中國(guó)是棉花生產(chǎn)大國(guó)，中國(guó)目前有新疆棉區(qū)、黃淮流域棉區(qū)和長(zhǎng)江流域棉區(qū)三大產(chǎn)棉區(qū)。 關(guān)鍵詞 采棉機(jī) 刷輥式 棉花摘采 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課 題 名 稱： 刷輥式采棉機(jī)棉稈防拔起及橫向輸送裝置設(shè)計(jì) 與仿真 學(xué) 生 姓 名： 曹云柯 學(xué) 號(hào) ： 20xx0803 指 導(dǎo) 教 師： 袁建寧 研究員 所在 院 (系 )部 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱： 機(jī)械電子工程 20xx 年 3 月 18 日 說(shuō) 明 1．根據(jù)南京工程學(xué)院《 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作管理規(guī)定》 ，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告》 ，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)、教研室審查，系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。 這種采棉機(jī)進(jìn)一步解決機(jī)器摘采含雜較多，摘采后清花困難等難題，并且機(jī)器摘采的 棉花質(zhì)量雖然依舊趕不上人工，但是得到了很大改善。 5．開題報(bào)告檢查原則上在第 2～ 4 周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報(bào)告。采棉機(jī)的種類繁雜，本設(shè)計(jì)研究的采棉機(jī)型式為自走刷輥式，型號(hào)為 4MSG – 3。刷輥式采棉機(jī)是一種新型的采棉機(jī)，較之傳統(tǒng)采棉機(jī)有著許多優(yōu)勢(shì)。采收工作基本上還是靠人工完成。棉花選收機(jī)是根據(jù)棉花的成熟程度分次對(duì)棉花進(jìn)行選擇性采收．該機(jī)型對(duì)棉花的準(zhǔn)備工作標(biāo)準(zhǔn)要求較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，采棉機(jī)收獲后的子棉含仔率較低、等級(jí)質(zhì)量較好，但機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。美國(guó)和蘇聯(lián)是世界上棉花生產(chǎn)和出口大國(guó)，也是棉花生產(chǎn)機(jī)械化水平最高的國(guó)家。1959— 1974 年， 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院組織全國(guó) 60 多名科技人員進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)棉田自動(dòng)底盤拖拉機(jī)及配套采棉機(jī)的研制。相對(duì)國(guó)外，國(guó)內(nèi)的機(jī)采棉技術(shù)不完善，但國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)潛力 必能推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展使用進(jìn)程。 機(jī)械化采棉是棉花摘采的必經(jīng)之路。其中選收式以水平摘錠式采棉機(jī)和垂直摘錠式采棉機(jī)為主要代表；而統(tǒng)收式主要有梳指桿式、摘輥式、氣吸振動(dòng)式采棉機(jī)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 3 頁(yè) 第一章 緒論 研究刷輥式采棉機(jī)的背景及意義 研究背景 在我國(guó)幾個(gè)主要的農(nóng)作物中棉花占據(jù)第二的位置，棉花是關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生活的重要戰(zhàn)略物資。據(jù)國(guó) 際 棉 花咨 詢 委員 會(huì)（ ICAC ）20xx 年 1 月 平 衡 表 數(shù)據(jù) ， 20xx/15 年度 我 國(guó) 棉花 產(chǎn) 量 萬(wàn) t，環(huán)比減 %；消 費(fèi) 量 萬(wàn) t ，環(huán) 比 增 %；產(chǎn) 銷 缺口 147 萬(wàn) t【 4 】 。 目 前 我 國(guó) 主要 有 三 大 產(chǎn)棉 大區(qū) ,即新疆 棉區(qū) 、 黃淮 流 域 棉區(qū) 和長(zhǎng)江流域 棉區(qū) ，其 中最 先 發(fā) 展，最 具有 代 表性 的 就 是新 疆 棉 區(qū)了 。所以棉農(nóng)渴望棉花摘采能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。 毋庸置疑，棉花是我國(guó)十分重要的的資源，不僅僅是只能用于紡織業(yè)的原料，大多數(shù)人并不知道棉花不但能榨取油脂，而且是富含高蛋白的糧食。 棉 花 收 獲 用 工 約 占 總 用 工 量 的 1/5 ～ 1/3，且多在農(nóng)忙季節(jié) 【 8 】 。 這是一個(gè)艱難的發(fā)展歷程，國(guó)外的先進(jìn)采棉機(jī)并不能完全應(yīng)用在我國(guó)。至 今 棉 花 摘采 機(jī) 械 化進(jìn) 程 已有 160 年 的 歷史 ， 當(dāng) 前世 界 上約 30％的棉花是由采棉機(jī)摘采的。 另 一方面，美國(guó)為提高棉花的畝產(chǎn)量，對(duì)棉花的窄行距、高密度栽培方式作了大量 研究 工 作 ，但 直 到 1970 年 前后 開 始 生產(chǎn) 適 應(yīng) 窄行 距 作 業(yè)的梳 齒 式 采 棉 機(jī) 后， 這 種 栽 培方 式 才 得 到大 面 積 推 廣 【 10】 。 棉株的植株特性 棉 株密 度 棉花種植的行距和株距決定了棉株的密度。不同棉花品種的棉鈴直徑是不相同的，常見(jiàn)的用作機(jī)器采 棉 的 棉 鈴 直 徑 為 以 下 數(shù) 據(jù) ： 棉 鈴 未 開 時(shí) ： 2535mm； 半 開 放 時(shí)3545mm；完全開放時(shí) 6080mm【 12】 。機(jī) 械 傳 動(dòng)系 統(tǒng) 包 括 1 對(duì)標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒圓 柱 齒 輪傳 動(dòng) 及 5 組 滾 子 鏈傳動(dòng)。此方案使棉花得到充分摘采，提高了凈采率，降低了損耗。 刷棉輥的長(zhǎng)度也受刷棉輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的傾角α取值的影響?？v 向 刷 板是 園 弧 狀的 鋼 板 ，園 弧 半徑 r 的 選擇 ，應(yīng)保證刷板的曲面能夠和待采摘物料充分的發(fā)生接觸并且使物料不是粘在刷棉輥上而是落到輸棉裝置中。 側(cè)斜輸棉攪龍：位于刷棉輥兩側(cè)下方的位置，棉花被刷棉輥擠壓和擊打脫落，掉落到輸棉絞龍中，側(cè)斜輸棉絞龍同樣由由傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪帶動(dòng)做繞其軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)螺旋板將棉花輸送到出料口。所 以刷 輥 之 間的 距 離 可以 確 定 下來(lái) 現(xiàn) 取兩刷輥中心之間的距離 D=260mm 采棉裝置采棉通道距離的確定 常 見(jiàn) 的 用 作 機(jī) 器 采 棉 的 棉 鈴 直 徑 有 以 下 數(shù) 據(jù) ： 棉 鈴 未 開 時(shí)2535mm， 半開 時(shí) 3545mm，完 全 開 放時(shí) 6080mm。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 21 頁(yè) 第五章 3D 建模 與裝配 本設(shè)計(jì)中采用 SolidWorks 進(jìn)行 3D 建模 。由外向內(nèi)，從主要傳動(dòng)部件到從動(dòng)零件依次有序的裝配起來(lái)。 ? zzapzzpaL p ?????0PKKK PKP LMZ Aca ??1 1 5)2 1919(482 1919482 2 ?????? ?ppp p 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 26 頁(yè) 表 65 工況系數(shù) AK 由表 65 選取 AK = 估 計(jì) 此 鏈 傳動(dòng) 工 作 在圖 66 所 示 的 曲面 左 側(cè) （即 可 能 會(huì)出 現(xiàn) 鏈板疲勞破壞），由表 67 中 的 公式 求 得 ： 表 67 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) zK 和鏈長(zhǎng)系數(shù) LK 鏈傳動(dòng)在圖 56 的位置 工作在圖 66 中高峰 值 左 側(cè) 時(shí) （ 鏈 板疲勞） 工作在圖 66 中高峰值 右 側(cè) 時(shí) （ 滾 子 、 套筒沖擊疲勞） 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) zK 鏈長(zhǎng)系數(shù) LK 當(dāng) z1=19 時(shí)， zK =1；當(dāng) pL =116 時(shí)， LK =。太大的話鏈條松邊下垂 量 過(guò) 多 ，傳 動(dòng) 時(shí) 會(huì)上 下 晃 動(dòng)和 加 劇 拍打 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 22 頁(yè) 零件裝配過(guò)程 新建“裝配體”，選擇“插入零部件”，插入作為主體進(jìn)行裝配的零件，在本設(shè)計(jì)中插入的是框架的底板。 當(dāng)刷棉輥的轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，采摘下的籽棉又會(huì)被刷輥拋出落到地面上 ，所以速度不宜過(guò)大。 傳動(dòng)系統(tǒng)：由液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，再將動(dòng)力通過(guò)齒輪傳動(dòng)，輸送到各部件中。 )： 30 刷棉輥中心距 a/mm： 260